Przejdź do treści

Formowanie się egzoplanet w układzie TRAPPIST-1

img

TRAPPIST-1 to układ siedmiu planet wielkości Ziemi krążących wokół bardzo zimnego karła. Trzy z tych planet krążą w tak zwanej ekosferze gwiazdy.

TRAPPIST-1 to układ siedmiu planet wielkości Ziemi krążących wokół bardzo zimnego karła znajdującego się około 40 lat świetlnych od Układu Słonecznego. Do odkrycia tych planet została użyta kamera IRAC zamontowana na teleskopie Spitzera. Trzy z tych planet krążą w tak zwanej ekosferze gwiazdy. Uważa się, że gwiazda, a tym samym jej planety, ma około 8 miliardów lat, prawie dwa razy więcej niż Układ Słoneczny. Dla naukowców poszukujących dowodów na życie gdzie indziej zaawansowany wiek układów planetarnych oznacza więcej niż na Ziemi czasu na działanie procesów chemicznych i ewolucji. Z drugiej strony, wszystkie planety znajdują się blisko gwiazdy (pod wpływem działania pływów gwiazdy zawsze zwrócone są tą samą stroną w jej kierunku) i w rezultacie otrzymałyby od wiatrów gwiazdy miliardy razy więcej wysokoenergetycznego promieniowania w ciągu roku, co mogłoby niekorzystnie wpływać na atmosfery wszystkich planet, które je posiadają.

Niemniej jednak trzy planety w ekosferze mogłyby mieć na powierzchni wodę w stanie ciekłym, jeżeli uformowałyby się z odpowiednim składem i/lub gdyby woda osadziła sięna ich powierzchni. Pas Kuipera w naszym Układzie Słonecznym jest orbitującym dyskiem komet i małych obiektów, który rozciąga się w przybliżeniu od Neptuna do 50 jednostek astronomicznych od Słońca (jedna j.a. to średnia odległość Ziemia–Słońce). Uważa się, że komety dostarczały wodę na Ziemię w okresie jej młodości, a komety w Pasie Kuipera układu TRAPPIST-1 – jeżeli taki pas tam istnieje – mogą stanowić sposób na dostarczenie wody na jego siedem planet tego układu. Przy odpowiednich warunkach atmosferycznych trzy planety w strefie zdatnej do zamieszkania mogą mieć nawet płynną wodę na powierzchni.

Zespół naukowców wykorzystał sieć teleskopów ALMA do badania układu TRAPPIST-1 w celu znalezienia śladów pasa egzo-Kuipera i wskazówek dotyczących formowania się jego planet. Naukowcy poszukiwali promieniowania emitowanego przez ziarna pyłu i tlenek węgla, ale nie znaleźli żadnego. Instrumenty badawcze były jednak wystarczająco czułe, aby wyciągnąć ważne wnioski oraz sformułować ostrożne szacunki co do wieku i ewolucji układu. Naukowcy wnioskują, że układ TRAPPIST-1 prawdopodobnie powstał z dyskiem planetarnym o promieniu mniejszym niż 40 j.a., którego masa była mniejsza niż około 20 mas Ziemi, a ponadto bardzo możliwe, że większość ziaren pyłu w dysku została przetransportowana do wewnątrz i wykorzystana do stworzenia siedmiu planet.

Naukowcy wykorzystali swój kod modelujący do zbadania archiwalnych danych pozyskanych dzięki sieci ALMA dotyczących pobliskiej gwiazdy Proxima Centauri i jej układu planetarnego. Wykazali także jedynie górne granice emisji pyłu i gazu, co sugeruje, że jej młody dysk był mniej masywny niż około 1/10 tego, z którego uformował się nasz Układ Słoneczny. Wyniki te wskazują, że sposób transportu wody na planety w tych układach w czasach młodości tych planet wciąż nie jest jasny. Zachęciły one jednak naukowców do zastosowania tych samych technik badawczych do młodszych i bliższych układów gwiazdowych w celu zwiększenia wykrywalności i udoskonalenia modeli.

Opracowanie:
Agnieszka Nowak

Więcej:
Forming the TRAPPIST-1 Exoplanets

Searching for a dusty cometary belt around TRAPPIST-1 with ALMA

Źródło: CfA

Na ilustracji: Schemat – wizja artystyczna – przedstawiający układ TRAPPIST-1 w porównaniu z planetami Układu Słonecznego. Źródło: NASA/JPL-Caltech